High performance computing

Le Luxembourg aligne les zéros

12 Février 2018 Par Jonas Mercier
Supercalculateur
Le Luxembourg veut développer son propre HPC, mais reste ouvert pour accueillir un des supercalculateurs que l’Union européenne souhaite construire. (Photo: Nader Ghavami)
Alors que la Commission européenne a annoncé début janvier qu’elle installerait au Grand-Duché le siège administratif du projet EuroHPC, le gouvernement luxembourgeois entend devenir un acteur européen incontournable en matière de puissance de calcul.
Pour comprendre le concept de high performance computing (HPC), il faut être prêt à aligner les zéros. Ces supercalculateurs offrent en effet des capacités de calcul inégalables grâce à une technologie permettant de cumuler la puissance de centaines de milliers de processeurs selon un réseau d’interconnexions bien particulier. Ces systèmes informatiques existent depuis plusieurs années, mais leur architecture est en constante évolution. «Un ordinateur ordinaire a une puissance d’environ 100 gigaflops, ce qui lui permet d’effectuer en moyenne 100 milliards d’opérations par seconde, simplifie Sébastien Varrette, chercheur à l’Université du Luxembourg. En comparaison, un HPC d’un exaflops, projet sur lequel travaillent la Chine et les États-Unis, sera capable d’effectuer un milliard de milliards d’opérations par seconde.»
À l’heure du big data et de l’intelligence artificielle, la capacité de calcul devient un atout stratégique dans le monde économique. Mais l’investissement dans de telles machines est souvent trop important pour qu’une seule entreprise puisse se le permettre. Plusieurs pays développent des projets HPC pour mettre à disposition de leurs entreprises cette infrastructure. Aujourd’hui, la Chine et les États-Unis sont les deux puissances les plus en pointe sur ce tableau et elles devraient proposer, d’ici 2020 pour la première et 2021 pour la seconde, des installations atteignant l’exaflops.

Le Luxembourg en bonne place

C’est pour combler son retard que l’Union européenne a lancé le programme EuroHPC. L’objectif de cette structure, qui sera dotée d’un budget d’un milliard d’euros, est de créer d’ici 2023 deux HPC capables d’atteindre une puissance exaflopique. A priori, ces deux machines devraient être construites en France et en Allemagne. Mais avant cela, Bruxelles prévoit de créer deux ou trois HPC «préexascales», c’est-à-dire avoisinant la puissance d’un exaflop. Ces installations serviront à obtenir l’expertise suffisante pour la construction des deux HPC plus puissants, car cette technologie n’est pas encore maîtrisée en Europe.
Indépendamment de cette initiative, le Luxembourg a décidé de développer son propre HPC. «De la même façon que nous avons investi dans un réseau routier par le passé, nous voulons développer une infrastructure pour préparer le pays à l’économie numérique, résume Jean-Marie Spaus, coordinateur HPC au ministère de l’Économie. Nous allons en parallèle créer un centre de compétences, car il faut pouvoir disposer des ressources humaines adéquates pour utiliser ces machines très complexes.» Une annonce détaillant le budget alloué et la puissance du futur HPC national devrait être faite dans les semaines à venir. Une fois la procédure démarrée, il faudra un an pour le réaliser. Mais le Luxembourg joue sur deux tableaux. «Nous souhaitons être candidats pour accueillir un des HPC préexascales de l’UE, ajoute Jean-Marie Spaus. Pour mettre toutes les chances de notre côté, nous devons montrer d’ici à ce que les appels d’offres soient lancés que nous avons déjà une expertise suffisante.» En cas de sélection de son dossier, le Luxembourg se dit prêt à collaborer étroitement avec la Commission. «Si Bruxelles estime qu’une convergence des deux projets est intéressante, nous sommes ouverts aux discussions», confirme le haut fonctionnaire. Aux côtés du Luxembourg, l’Italie et l’Espagne se sont déjà officiellement montrées intéressées pour héberger ces HPC préexascales.

10 ans d’expertise

Le HPC n’est toutefois pas une technologie nouvelle au Luxembourg. Le Grand-Duché en compte déjà trois: un dans le centre de recherche de Goodyear, un autre au Luxembourg Institute of Science and Technology (List) et un dernier, le plus gros au niveau public, à l’Uni. Celui-ci a été lancé en 2007. «À l’époque, un service HPC public n’était pas envisageable», se souvient Sébastien Varrette, qui a été à l’origine de ce projet avec Pascal Bouvry. Aujourd’hui, le supercalculateur de l’Université développe une puissance de 270 téraflops (270.000 milliards d’opérations par seconde) et sert aux travaux des chercheurs.
L’une des principales contraintes pour construire des machines plus performantes est le système de refroidissement. Or celui-ci nécessite une puissance électrique très importante. «Lors de la construction du nouveau campus de Belval, nous avons fait le pari de prévoir des salles pouvant accueillir une telle infrastructure, explique Sébastien Varrette. Mais notre système électrique ne nous permettrait pas d’accueillir en totalité un HPC préexascale.» En d’autres termes, une partie du futur supercalculateur luxembourgeois pourrait trouver sa place dans les sous-sols de l’université. Le reste devrait par contre être localisé ailleurs, par exemple dans l’un des nombreux data centers du pays, qui possèdent également les installations nécessaires pour accueillir des HPC. «Cette solution ne poserait aucun problème, car l’un des avantages stratégiques du Grand-Duché est son maillage réseau très performant, qui permettra sans difficulté de connecter plusieurs sites avec une perte limitée et maîtrisée en termes de performances», complète le chercheur.